本實用新型涉及光學成像領域，尤其是指一種空中成像元件及空中成像顯示裝置。

背景技術：

隨著科技的發展，空中成像技術的應用越來越多。

目前已有采用DCRA光學元件實現空中成像，但是限于對光學元件的精度要求：DCRA光學元件由100μm大小的微小鏡子組合而成，其加工精度需要在數十納米以內，所以只能用于小的圖像的空中成像，而且加工成本很高。目前用于大型圖像的空中成像技術還沒有真正實現。

技術實現要素：

為解決以上問題，本實用新型提供一種結構簡單、生產成本低，適用于大型空中成像展示平臺的光學元件。

一種使入射圖像的光線產生彎曲的光學元件，所述光學元件底部帶有直角反射面的直角鏡，所述光線在光學元件底部的直角鏡經過反射后，形成與入射圖像對應的空中實像。

優選的，所述直角鏡的上部是透明體，下部是直角鏡。

優選的，所述透明體為玻璃材料，所述直角鏡為亞克力材料。

優選的，所述光學元件為底部鍍有反射膜的下面為直角的透明體。

所述透明體的折光率為2。

一種空中成像元件，包括1個或多個使入射圖像的光線產生彎曲的光學元件，所述光學元件底部帶有直角反射面的直角鏡，所述光線在光學元件底部的直角鏡經過反射后，形成與入射圖像對應的空中實像。

優選的，所述直角鏡的上部是透明體，下部是直角鏡。

優選的，所述透明體為玻璃材料，所述直角鏡為亞克力材料。

優選的，所述光學元件為底部鍍有反射膜的下面為直角的透明體。

優選的，所述光學元件整齊排列在一個水平面上。

優選的，所述光學元件通過粘合層固定在基板上。

優選的，所述基板為布面或硬板(顏色優選黑色或其它不透明的深顏色)。

另外，本實用新型還提供了一種空中成像的顯示裝置。

空中成像顯示裝置，包括多個使入射圖像的光線產生彎曲的光學元件，所述光學元件底部帶有直角反射面的直角鏡，所述光線在光學元件底部的直角鏡經過反射后，形成與入射圖像對應的空中實像；還包括用于承載入射圖像的投影裝置，投影裝置顯示的入射圖像產生的光線經過空中成像元件，在空中形成實像。

優選的，所述直角鏡的上部是透明體，下部是直角鏡。

優選的，所述透明體為玻璃材料，所述直角鏡為亞克力材料。

優選的，所述光學元件為底部鍍有反射膜的下面為直角的透明體。

優選的，所述光學元件整齊排列在一個水平面上。

優選的，所述光學元件通過粘合層固定在基板上。

優選的，所述基板為布面。

優選的，所述投影裝置可以通過有線或無線的方式進行人機互動。

另外，本實用新型還提供了空中成像顯示裝置在演講題詞、舞臺演出、儀表顯示及醫療系統的應用。

本實用新型在講臺演講、新聞播報等提供只有演講者可以看到的提詞實像，不影響拍攝就現場觀眾。

本實用新型可以將儀表表盤的信息在空中成像，方便觀測，尤其對于汽車導航系統的實用，減少駕駛員低頭看導航的安全隱患。

本實用新型可以在演出的舞臺中形成實像，減少了實物布景的不變和費用，也避免的現在使用屏幕背景的不真實感。

本實用新型可以在什么都沒有的空中，使人們看到能夠穿越的大型空中映像；可用于數字標牌和娛樂場所，導向標牌等應用；應用于觀光場所，體驗可穿越的城墻；應用于娛樂場所，體驗裸眼觀察空中樓閣。

本實用新型通過光學元件的反射實現空中成像，無需對圖像做特殊處理，且成像有嚴格的定位(根據空中成像光學元件本身的結構及與光源的位置決定空中成像的位置)。

本實用新型采用底部為直角鏡光學元件，制作方便，大大降低了成本；由于避免了精度設置，可以做任意大小的成像裝置，可以用于大型空中成像，制作單體面積可為1平方米以上。

本實用新型的空中成像技術是目前為止從未有過的劃時代的新型顯示技術。通過應用空中成像技術，不需要任何媒介，可在不存在任何實物的空中，出現真實的映像。用手指可以觸摸還可以操作空中映像，從而實現嶄新的空中成像人機交互系統。

空中成像是新型的傳媒媒體、不僅是應用新型空中成像光學元件的裝置開發與制造，而且空中成像的媒體內容即軟件開發、制作也蘊藏著巨大的市場和商機。利用通過觸摸空中映像而產生的人機互動效應，給游戲機開發、制造廠商，電影制作、發行商等提供了一個新的開發空中。隨著新型成像光學元件的誕生，會波及到新的技術領域的產生。

附圖說明

圖1是本實用新型空中成像光學元件(直角鏡陣列)的結構示意圖；

圖2是本實用新型空中成像元件(直角鏡陣列逆反射屏)的結構示意圖；

圖3是本實用新型空中成像原理示意圖。

圖4是現有技術中的提詞器使用示意圖；

圖5是本實用新型在新聞播報中使用示意圖；

圖6是圖5中提詞器工作示意圖。

圖7是本實用新型在演講中使用示意圖；

圖8是圖7中提詞器工作示意圖。

圖9是本實用新型在體驗裸眼觀察空中樓閣示意圖；

圖10是本實用新型在可穿越的大型空中成像顯示器使用示意圖；

圖11是本實用新型在感光場所體驗可穿越的城墻示意圖。

具體實施方式

下面結合和具體實施方式對本實用新型作詳細說明。

實施例1

如圖1-2所述，一種空中成像元件，包括1個或多個使入射圖像的光線產生彎曲并在空中形成實像的光學元件1，所述光學元件底部帶有直角反射面的直角鏡，所述直角鏡的上部是透明體，下部是直角鏡。透明體優選為玻璃材質，直角鏡用亞克利板。所述半透明直角鏡排列在一個水平面上(直角鏡反射陣列)。所述顯示屏中圖像的光線在直角鏡反射后，形成與入射圖像對應的空中實像。

所述光學元件1通過粘合層3固定在布面4(也可以為別的可以粘貼的板狀物)上。

實施例2

包含實施例1的空中成像元件的空中成像顯示裝置，還包括用于承載入射圖像的投影裝置，投影裝置顯示的入射圖像產生的光線經過空中成像元件，在空中形成實像。所述顯示裝置包括承載投影裝置的箱體，箱體上端開口設有半透明反射鏡，箱體內壁設有空中成像元件(逆反射屏)，如圖3所示。

優選的，所述投影裝置可以通過有線或無線的方式進行人機互動。

實施例3

如圖4-8所示，一種提詞器，包括主機和顯示屏，主機放置于演講者使用的演講臺下面或內部，顯示屏設在臺面下方，主機和顯示屏連接，演講臺內部設有空中成像元件，空中成像元件設置在顯示屏上方，顯示屏顯示的文字或圖像的光線通過空中成像元件在空中形成實像，演講者不需要低頭可以直接看到。

其中，所述空中成像元件，包括1個或多個使入射圖像的光線產生彎曲并在空中形成實像的光學元件1，所述光學元件為半透明直角鏡，所述直角鏡的上部是透明體，下部是直角鏡。透明體優選為玻璃材質，直角鏡用亞克利板。所述半透明直角鏡排列在一個水平面上(直角鏡反射陣列)。所述顯示屏中圖像的光線在直角鏡反射后，形成與入射圖像對應的空中實像。

優選的，所述空中成像元件還包括一個半透明反射鏡，可以將顯示屏的光線部分反射到光學元件(直角鏡反射陣列)上。并且可以根據需要調整角度。(半透明反射鏡和直角鏡反射陣列的距離及角度決定空中成像的高度及成像的前后位置)

所述光學元件(直角鏡反射陣列)通過粘合層3固定在布面4上。

優選的，所述提詞器可以通過有線或無線的方式進行人機互動。

如圖5-8，本實用新型在講臺演講、新聞播報等提供只有演講者可以看到的提詞實像，不影響拍攝就現場觀眾。

本實用新型可以將儀表表盤的信息在空中成像，方便觀測，尤其對于汽車導航系統的實用，減少駕駛員低頭看導航的安全隱患。

本實用新型可以在演出的舞臺中形成實像，減少了實物布景的不變和費用，也避免的現在使用屏幕背景的不真實感。

如圖9-11，本實用新型可以在什么都沒有的空中，使人們看到能夠穿越的大型空中映像；可用于數字標牌和娛樂場所，導向標牌等應用；應用于觀光場所，體驗可穿越的城墻；應用于娛樂場所，體驗裸眼觀察空中樓閣。